普林斯頓團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)參與癌癥轉(zhuǎn)移的新細(xì)胞器

普林斯頓癌癥研究人員YibinKang(左)和MarkEsposito，攝于2019年4月，他們發(fā)現(xiàn)了一種新的、尚未命名的細(xì)胞器，它在骨轉(zhuǎn)移中發(fā)揮作用，它是通過液-液相分離形成的——當(dāng)生命物質(zhì)的液體團(tuán)塊合并時(shí)進(jìn)入彼此。“我們相信這是相分離首次與癌癥轉(zhuǎn)移有關(guān)，”Kang說。

普林斯頓的一些主要癌癥研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，他們認(rèn)為是對(duì)癌癥如何在體內(nèi)擴(kuò)散(轉(zhuǎn)移)的直接調(diào)查發(fā)現(xiàn)了液-液相分離的證據(jù)：生物學(xué)研究的新領(lǐng)域，研究液體團(tuán)塊如何生命材料相互融合，類似于在熔巖燈或液態(tài)汞中看到的運(yùn)動(dòng)。

“我們相信這是相分離首次與癌癥轉(zhuǎn)移有關(guān)，”Warner-Lambert/Parke-Davis分子生物學(xué)教授YibinKang說。他是最新一期《自然細(xì)胞生物學(xué)》封面上的一篇新論文的資深作者。

他們的工作不僅將相分離與癌癥研究聯(lián)系起來，而且事實(shí)證明，合并的團(tuán)塊產(chǎn)生的不僅僅是它們各部分的總和，而是自組裝成一個(gè)以前未知的細(xì)胞器(本質(zhì)上是細(xì)胞的一個(gè)器官)。

Kang說，發(fā)現(xiàn)一種新的細(xì)胞器是革命性的。他將其比作在我們的太陽系中尋找一顆新行星。“一些我們已經(jīng)知道100年或更長時(shí)間的細(xì)胞器，然后突然間，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的!”

2017年博士MarkEsposito說，這將改變?nèi)藗儗?duì)細(xì)胞是什么和做什么的一些基本看法。Kang實(shí)驗(yàn)室的校友和現(xiàn)任博士后，他是這篇新論文的第一作者。“每個(gè)人都上學(xué)，他們學(xué)習(xí)‘線粒體是細(xì)胞的動(dòng)力源’，以及一些關(guān)于一些細(xì)胞器的其他東西，但現(xiàn)在，我們對(duì)細(xì)胞內(nèi)部的東西、細(xì)胞如何組織和控制自身的經(jīng)典定義它的行為，正在開始轉(zhuǎn)變，”他說。“我們的研究標(biāo)志著這方面向前邁出了非常具體的一步。”

這項(xiàng)工作源于三位普林斯頓教授實(shí)驗(yàn)室的研究人員之間的合作：Kang;IleanaCristea，分子生物學(xué)教授，活組織質(zhì)譜領(lǐng)域的領(lǐng)先專家;和CliffBrangwynne，JuneK.Wu'92化學(xué)與生物工程教授和普林斯頓生物工程計(jì)劃主任，他率先研究了生物過程中的相分離。

“Ileana是一名生物化學(xué)家，Cliff是一名生物物理學(xué)家和工程師，而我是一名癌癥生物學(xué)家——一名細(xì)胞生物學(xué)家，”Kang說。“普林斯頓是人們聯(lián)系和協(xié)作的好地方。我們有一個(gè)非常小的校園。所有的科學(xué)系都緊挨著。Ileana的實(shí)驗(yàn)室實(shí)際上和我的在LewisThomas的同一層!這些非常不同的研究領(lǐng)域之間非常密切的關(guān)系使我們能夠從許多不同的角度引入技術(shù)，并在理解癌癥代謝機(jī)制——其進(jìn)展、轉(zhuǎn)移和免疫反應(yīng)方面取得突破——并提出新的方法瞄準(zhǔn)它。”

最新的突破，以尚未命名的細(xì)胞器為特色，增加了對(duì)Wnt信號(hào)通路作用的新認(rèn)識(shí)，該系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)使EricWieschaus獲得了1995年諾貝爾獎(jiǎng)，他是普林斯頓大學(xué)分子生物學(xué)教授和劉易斯大學(xué)教授-西格勒綜合基因組學(xué)研究所。Wnt通路對(duì)無數(shù)生物體的胚胎發(fā)育至關(guān)重要，從微小的無脊椎動(dòng)物昆蟲到人類。Wieschaus發(fā)現(xiàn)癌癥可以選擇這種途徑，從根本上破壞其像胚胎一樣快速生長的能力，從而長出腫瘤。